作为发电机能量转换、输出电能的关键部件,定子绕组是发电机定子侧发热损耗最严重的地方。单机容量增加使得汽轮发电机定子绕组电流很大,槽内漏磁通严重,引起定子绕组附加损耗增大,造成绕组温度过高,制约单机容量的增加。为增强冷却效果,大型汽轮发电机每个定子槽内通常为两个导体,由空心和实心绕组混合排列组成。对于这种特殊的绕组结构,传统解析计算具有一定的局限性,无法计及股线不规则排列方式、股线高度等因素对附加损耗的影响。因此,采用基于有限元分析的方法对定子绕组铜耗进行数值计算是十分必要的。
汽轮发电机定子绕组铜耗包括基本铜耗和附加铜耗,其中附加铜耗是电机领域学者的研究重点,主要通过定子绕组电阻增大系数计算。
汽轮发电机定子绕组基本铜耗是定子绕组的直流电阻损耗,计算公式如下:
式中:
定子绕组附加铜耗计算公式为: